KR20240096083A - 자율주행 차량용 통합조작장치 - Google Patents

자율주행 차량용 통합조작장치 Download PDF

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KR20240096083A
KR20240096083A KR1020220178384A KR20220178384A KR20240096083A KR 20240096083 A KR20240096083 A KR 20240096083A KR 1020220178384 A KR1020220178384 A KR 1020220178384A KR 20220178384 A KR20220178384 A KR 20220178384A KR 20240096083 A KR20240096083 A KR 20240096083A
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조재완
정원진
허춘녕
김광선
박용우
정재훈
예석우
도미래
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 메인바디(10)에 구비된 조이스틱 레버(20) 및 조이스틱 레버(20)에 구비된 토글스위치(30)를 포함하고, 사용자가 한 손으로 조이스틱 레버(20)와 토글스위치(30)의 동시 조작이 가능하며, 동시 조작시 조이스틱 레버(20)에 의한 조향과 토글스위치(30)에 의한 가감속이 동시에 실행되도록 된 것이다.

Description

자율주행 차량용 통합조작장치{INTEGRATED CONTROL APPARATUS FOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조이스틱 레버를 조작해서 차량의 가속과 감속 및 조향을 실행하고, 조이스틱 레버에 구비된 토글스위치를 조작해서 가속 및 감속을 실행하는 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 기술이다.
자율주행 차량은 운전자가 핸들과 가속페달 및 브레이크 등을 직접 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 찾아가는 자율주행 기술이 접목된 스마트 차량이다.
자율주행 상황이 보편적으로 실현될 경우 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드, 및 운전자가 직접 운전을 하지 않고 차량이 스스로 목적지까지 주행하는 자율주행모드를 선택할 수 있다.
한편, 자율주행 중에 긴급 상황이 발생하면 차량의 승객 중 누군가는 차량을 수동으로 직접 조작해야 하며, 이를 위해 차량에는 수동운전모드를 위해 사용자가 조작하는 장치가 마련되어야 한다.
일예로, 게임기 등에서 사용하고 있는 조이스틱(joystick)과 같은 기기를 이용해서 차량 매니저가 수동운전모드시 차량을 조작하는 경우가 있다.
수동운전모드 상황에서 사용자가 차량 주행을 위해 조작하는 기기에는 차량의 가속, 제동, 조향, 및 변속 등을 위해 조작하는 다수개의 스위치들이 함께 구비되어 있으며, 이와 같이 기능이 다른 다수의 스위치들이 함께 구비되어 있기에 통합조작장치로 명명된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1166895B1
본 발명은, 조이스틱 레버를 조작해서 차량의 가속과 감속 및 조향을 실행하고, 조이스틱 레버에 구비된 토글스위치를 조작해서 가속 및 감속을 실행하는 자율주행 차량용 통합조작장치로서, 조이스틱 레버와 토글스위치의 동시 조작을 통해 차량의 조향과 가감속의 동시 실행이 가능하고, 이를 통해 조작의 편의성 향상 및 주행 안전성을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 자율주행 차량용 통합조작장치는, 메인바디에 회전 가능하게 결합되고 차량의 가속과 감속 및 조향을 위해 사용자가 조작하는 조이스틱 레버; 및 상기 조이스틱 레버에 회전 가능하게 결합되고 차량의 가속 및 감속을 위해 사용자가 조작하는 토글스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버는 전후방향으로 회전시 차량의 가감속이 실행되고 좌우방향으로 회전시 조향이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버는 전방으로 회전시 차량의 가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버는 후방으로 회전시 차량의 후방가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치는 전방으로 회전시 차량의 가속 또는 감속이 실행되고 후방으로 회전시 전방 회전시의 반대로 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치는 전방으로 회전시 차량의 가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치는 후방으로 회전시 차량의 후방가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버와 토글스위치는 사용자가 한 손으로 동시 조작이 가능하고, 동시 조작시 조이스틱 레버에 의한 조향과 토글스위치에 의한 가감속이 동시에 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치가 중립위치에서 전방 또는 후방으로 일정시간 내 연속해서 반복 조작되면 차량의 스마트 크루즈 컨트롤 또는 어댑티브 크루즈 컨트롤 기능이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트 크루즈 컨트롤 또는 어댑티드 크루즈 컨트롤 기능이 실행된 상태에서 토글스위치가 전방 또는 후방으로 조작되면 1회 조작시마다 차속이 일정속도씩 가속 또는 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치의 조작으로 차량의 가속이 실행될 때에 속도 상한치에 제한이 없어서 최대의 가속성능이 발휘되는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치의 조작으로 차량의 가속이 실행될 때에 제한된 속도까지만 가속성능이 발휘되는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버와 토글스위치를 구비한 통합조작장치는 듀얼로 구성되어서 사용자가 양손으로 동시에 조작이 가능하고, 동시 조작시 듀얼의 통합조작장치에서 모두 가속신호 또는 감속신호가 발생하면 듀얼 중 신호가 크게 발생한 어느 하나를 우선순위로 정해서 실행하고, 어느 하나라도 감속신호가 발생하면 감속신호를 우선순위로 정해서 실행하는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치에 결합된 영구자석; 및 상기 조이스틱 레버에서 영구자석과 대면하도록 설치되고 토글스위치의 회전에 따른 영구자석의 위치변화시 자속변화를 검출하여 차량의 가속 또는 감속신호를 발생하는 홀센서를 구비한 레버PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조이스틱 레버의 윗부분에 브라켓이 고정되고; 상기 브라켓에 토글스위치가 샤트프를 중심으로 전후로 회전 가능하게 설치되고; 상기 토글스위치의 아래쪽에 홀센서를 구비한 레버PCB가 브라켓에 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트의 둘레를 감싸면서 일단은 토글스위치에 지지되고 타단은 브라켓에 지지되어 전후로 회전된 토글스위치를 중립위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 토글스위치와 브라켓에 각각 돌기부가 동일방향으로 돌출되게 구비되고; 상기 돌기부에 스위치댐퍼와 브라켓댐퍼가 각각 결합되고; 상기 리턴스프링의 양단이 스위치댐퍼와 브라켓댐퍼에 각각 지지된 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓에 전방스토퍼와 후방스토퍼가 구비되고; 상기 전방스토퍼와 후방스토퍼는 브라켓댐퍼를 기준으로 각각 전후방향으로 이격되게 위치하며; 상기 스위치댐퍼는 토글스위치가 전방으로 회전할 때에 후방스토퍼와 접촉하고 토글스위치가 후방으로 회전할 때에 전방스토퍼와 접촉해서 토글스위치의 전후방향 회전위치를 구속하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 조이스틱 레버를 조작해서 차량의 가속과 감속 및 조향을 실행하고, 조이스틱 레버에 구비된 토글스위치를 조작해서 가속 및 감속을 실행하는 구성으로, 사용자가 한 손으로 조이스틱 레버와 토글스위치의 동시 조작이 가능하고, 동시 조작시 조이스틱 레버에 의한 조향과 토글스위치에 의한 가감속이 동시에 실행되며, 이를 통해 조작의 편의성 향상 및 주행 안전성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 조이스틱 레버 및 토글스위치가 구비된 통합조작장치의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 통합조작장치의 신호회로를 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따라 통합조작장치가 듀얼로 구성된 실시예의 도면,
도 4는 본 발명에 따라 조이스틱 레버에 구비된 토글스위치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 6은 도 4의 측면도,
도 7 내지 도 8은 토글스위치를 후방으로 회전시킨 상태의 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다.
제어기(Controller)는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치에 대해 살펴보기로 한다.
자율주행 차량에는 사용자(매니저)가 직접 조작해서 차량을 수동운전모드로 운행할 수 있는 통합조작장치가 구비된다.
통합조작장치는 사용자가 한손으로 잡고 스위치등을 조작할 수 있는 한손조작기기 및 양손으로 잡고 조작하는 양손조작기기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 통합조작장치(1)는 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하우징을 포함해서 외부 몸체를 이루는 메인바디(10), 메인바디(10)에 회전 가능하게 결합되고 운전자가 손으로 잡고 조작하는 조이스틱 레버(20), 및 조이스틱 레버(20)에 회전 가능하게 결합되고 운전자가 조이스틱 레버(20)를 잡은 손의 손가락으로 조작하는 토글스위치(30)를 포함한다.
통합조작장치(1)가 자율주행 차량에 구비될 때에 메인바디(10)는 움직임이 불가능하도록 차량 실내의 지정된 위치에 고정되게 구비될 수 있고, 필요에 따라 사용자가 원하는 위치로 옮겨서 사용할 수도 있다.
사용자는 조이스틱 레버(20)를 손으로 파지한 후 조이스틱 레버(20) 전체를 메인바디(10)에 대해 전후방향 및 좌우방향으로 회전시켜서 조작할 수 있다.
본 발명에 따라 조이스틱 레버(20)가 전후방향으로 회전시 차량의 가감속이 실행되고 좌우방향으로 회전시 조향이 실행된다.
사용자가 조이스틱 레버(20)를 손으로 잡은 상태에서 조이스틱 레버(20)를 전방으로 회전시키면(도 1의 R1 방향) 메인바디(10)에 구비된 메인PCB(40, Printed Circuit Board)는 차량의 가속과 관련된 신호를 발생하게 되고, 후방으로 회전시키면(도 1의 R2 방향) 차량의 감속과 관련된 신호를 발생하게 된다.
반대로, 조이스틱 레버(20)를 전방으로 회전시키면 차량의 감속이 실행되고 후방으로 회전시키면 가속이 실행되게 구성할 수도 있다.
또한, 사용자가 조이스틱 레버(20)를 우측 또는 좌측으로 회전시키면(도 1의 R3,R4 방향) 메인PCB(40)는 차량의 조향과 관련된 신호를 발생하게 된다.
한편, 조이스틱 레버(20)를 전방으로 회전시키면 차량의 가속이 실행되고, 전방으로 회전한 조이스틱 레버(20)가 중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 구성할 수 있으며, 이러한 구성은 하나의 페달로 가속과 감속을 실행하는 원페달(one pedal)과 동일한 개념이 될 수 있다.
또한, 원페달 개념으로 조이스틱 레버(20)를 후방으로 회전시키면 차량의 후방가속이 실행되고, 후방으로 회전한 조이스틱 레버(20)가 중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 구성할 수도 있다.
조이스틱 레버(20)에 사용자의 조작력이 가해지지 않으면 조이스틱 레버(20)는 전방 또는 후방으로 회전하지 않고 중간에 위치하게 되며, 이때를 조이스틱 레버(20)의 중립위치로 정의할 수 있다.
중립위치로 복귀시 실행되는 감속량은 필요에 따라 튜닝이 가능하다.
중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 하면 감속을 위한 조이스틱 레버(20)의 조작 횟수를 줄일 수 있게 됨으로써 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 특히 고속 주행 후 코너링 직전 제동 조작을 할 필요가 없어서 코너링시 조이스틱 조작(20)이 용이해지는 장점이 있다.
조이스틱 레버(20)를 원페달 상태로 적용할 때와 조이스틱 레버(20)가 중립위치로 복귀할 때에 이의 상태를 햅틱모터를 이용한 촉각신호 및 차량의 디스플레이를 통해 운전자에게 알려줄 수 있도록 구성할 수도 있으며, 운전자는 제공되는 정보를 통해 조이스틱 레버(20)의 상태를 보다 쉽게 인지할 수 있게 된다.
조이스틱 레버(20)의 조작으로 차량이 가속 또는 감속될 때에 차량의 속도 변경은 대범위로 변경되며, 이를 통해 급가속 및 급제동이 가능하며, 대범위의 속도 변경은 일예로 5Km/h씩 변경되거나 또는 10Km/h씩 변경될 수 있다.
조이스틱 레버(20)의 조작으로 차량의 가속이 실행되거나 또는 감속(제동)이 실행될 때에는 급가속 및 급제동이 가능하도록 속도 상한치에 제한이 없으며, 이를 통해 최대의 가속성능 또는 제동성능이 발휘될 수 있고, 차량 최대 출력의 100%로 가속이 실행되거나 또는 감속(제동)이 실행되도록 할 수 있다.
통합조작장치(1)는 조이스틱 레버(20)를 포함해서 조이스틱 레버(20)에 구비된 토글스위치(30)를 포함한다.
토글스위치(30)는 조이스틱 레버(20)의 윗면에 구비되어서 조이스틱 레버(20)를 파지한 손의 엄지로 조작할 수 있다.
토글스위치(30)는 버튼형태로 구성될 수 있다.
사용자가 토글스위치(30)를 전방으로 밀어서 조작하면(도 1의 M1 방향) 후술하는 레버PCB를 통해 메인PCB(40)는 차량의 가속과 관련된 신호를 발생하게 되고, 후방으로 당겨서 조작하면(도 1의 M2 방향) 차량의 감속과 관련된 신호를 발생하게 된다.
반대로, 토글스위치(30)를 전방으로 회전시키면 차량의 감속이 실행되고 후방으로 회전시키면 가속이 실행되게 구성할 수도 있다.
또한, 토글스위치(30)를 전방으로 회전시키면 차량의 가속이 실행되고, 전방으로 회전한 토글스위치(30)가 중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 구성할 수 있으며, 이러한 구성은 하나의 페달로 가속과 감속을 실행하는 원페달(one pedal)과 동일한 개념이 될 수 있다.
또한, 원페달 개념으로 토글스위치(30)를 후방으로 회전시키면 차량의 후방가속이 실행되고, 후방으로 회전한 토글스위치(30)가 중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 구성할 수도 있다.
토글스위치(30)에 사용자의 조작력이 가해지지 않으면 토글스위치(30)는 전방 또는 후방으로 회전하지 않고 중간에 위치하게 되며, 이때를 토글스위치(30)의 중립위치로 정의할 수 있다.
중립위치로 복귀시 감속이 실행되도록 하면 감속을 위한 토글스위치(30)의 조작 횟수를 줄일 수 있게 됨으로써 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수가 있게 된다.
토글스위치(30)의 조작으로 차량이 가속 또는 감속될 때에 차량의 속도 변경은 조이스틱 레버(20)와 동일하게 대범위로 변경되게 구성되며, 이를 통해 급가속 및 급제동이 가능하며, 대범위의 속도 변경은 일예로 5Km/h씩 변경되거나 또는 10Km/h씩 변경될 수 있다.
토글스위치(30)의 조작으로 차량의 가속이 실행되거나 또는 감속(제동)이 실행될 때에는 급가속 및 급제동이 가능하도록 속도 상한치에 제한이 없으며, 이를 통해 최대의 가속성능 또는 제동성능이 발휘될 수 있고, 차량 출력의 100%로 가속이 실행되거나 또는 감속(제동)이 실행되도록 할 수 있다.
다른 예로, 토글스위치(30)의 조작으로 차량의 가속이 실행될 때에는 제한된 속도까지만 가속성능이 발휘되도록 구성할 수 있으며, 일예로 차량 최대 출력의 30%로 가속이 실행되도록 할 수 있고, 이를 통해 주행 안정성을 도모할 수 있다.
즉, 토글스위치(30)의 조작으로 차량이 가속 또는 감속될 때에 차량의 속도 변경은 조이스틱 레버(20)를 조작할 때보다 변경의 범위가 작은 미세범위로 변경되도록 할 수 있으며, 이를 통해 주차 또는 정차 또는 유턴시와 같이 속도를 천천히 올리거나 또는 내리면서 주행이 필요한 때에 유용하게 활용이 가능하고, 미세범위의 속도 변경은 일예로 1Km/h씩 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 사용자가 한 손으로 조이스틱 레버(20)와 토글스위치(30)의 동시 조작이 가능하고, 동시 조작시 조이스틱 레버(20)에 의한 조향과 토글스위치(30)에 의한 가감속이 동시에 실행되며, 이를 통해 조작의 편의성 향상 및 주행 안전성을 도모할 수 있는 장점이 있다.
조이스틱 레버(20)와 토글스위치(30)의 동시 조작으로 차량의 조향과 가감속이 동시에 실행될 때에 주행 안전성을 위해 토글스위치(30)에 의한 가감속의 변경 변위는 조이스틱 레버(20)보다 작은 미세범위로 변경되도록 하는 것이 바람직하며, 속도 상한치에 제한을 두어 가감속이 실행될 때에는 제한된 속도까지만 성능이 발휘되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따른 실시예는 토글스위치(30)가 중립위치에서 전방 또는 후방으로 일정시간 내 연속해서 반복 조작되면(일정시간 내에 전방이나 또는 후방으로 2번 연속해서 조작되면) 차량의 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control) 또는 어댑티브 크루즈 컨트롤(Adaptive Cruise Control) 기능이 실행되도록 할 수 있다.
스마트 크루즈 컨트롤과 어댑티브 크루즈 컨트롤은 동일 개념이며, 운전자가 희망하는 속도로 차속을 셋팅하면 운전자가 가속페달 또는 브레이크페달을 밟지 않아도 차량은 셋팅된 속도를 유지하고 동시에 앞차와의 차간 거리를 일정한 거리로 유지하면서 정속 주행을 가능하게 하는 시스템이다.
그리고 본 발명에 따른 실시예는, 스마트 크루즈 컨트롤 또는 어댑티드 크루즈 컨트롤 기능이 실행된 상태에서 사용자가 토글스위치(30)를 전방 또는 후방으로 조작하면 1회 조작시마다 차속은 일정속도씩 가속 또는 감속이 실행되도록 구성할 수 있다.
일예로 토글스위치(30)의 1회 조작시마다 5Km/h씩 속도가 변경되도록 구성할 수 있다.
조이스틱 레버(20)를 조작하면 메인PCB(40)는 조이스틱 레버(20)의 조작을 검출 및 인식하여 차량제어기(60)로 제어신호를 보내게 되고, 차량제어기(60)는 차량의 구동시스템(70)과 제동시스템(80) 및 조향시스템(90)으로 제어신호를 보내서 차량의 가속 또는 제동 또는 조향 중 하나 이상이 실행될 수 있도록 한다.
그리고, 토글스위치(30)를 조작하면 이때의 조작은 레버PCB(130)를 통해 메인PCB(40)로 전달되어 최종적으로 차량의 가속 또는 감속이 실행될 수 있도록 한다.
메인PCB(40)와 레버PCB(130)는 서로 간에 신호를 송수신할 수 있다.
도 3과 같이 메인바디(10)와 조이스틱 레버(20) 및 토글스위치(30)를 구비한 통합조작장치(1)는 자율주행 차량에 듀얼(dual)로 구비될 수 있으며, 그 중에서 어느 하나의 통합조작장치(1)는 사용자가 오른손으로 용이하게 조작이 가능하도록 차량 내부에서 사용자의 우측에 구비될 수 있고, 나머지 하나의 통합조작장치(1)는 사용자가 왼손으로 용이하게 조작이 가능하도록 차량 내부에서 사용자의 좌측에 구비될 수 있다.
통합조작장치(1)가 듀얼로 구성된 경우 사용자는 양손으로 동시에 조작이 가능하고, 동시 조작시 듀얼의 통합조작장치(1)에서 모두 가속신호 또는 감속신호가 발생하면 듀얼 중 신호가 크게 발생한 어느 하나를 우선순위로 정해서 실행하고, 어느 하나라도 감속신호가 발생하면 감속신호를 우선순위로 정해서 실행하게 된다.
즉, 신호에 우선순위를 정해서 듀얼 통합조작장치(1)의 동시 조작에 따른 안전성을 강화시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 통합조작장치(1)는 토글스위치(30)에 결합된 영구자석(110); 및 조이스틱 레버(20)에서 영구자석(110)과 대면하도록 설치되고 토글스위치(30)의 회전에 따른 영구자석(110)의 위치변화시 자속변화를 검출하여 차량의 가속 또는 감속신호를 발생하는 홀센서(120)를 구비한 레버PCB(130);를 더 포함한다.
조이스틱 레버(20)의 윗부분에 브라켓(140)이 고정되게 설치되고, 브라켓(140)에 토글스위치(30)가 샤프트(150)를 중심으로 전후로 회전 가능하게 설치된다.
토글스위치(30)의 밑면에 영구자석(110)이 고정되게 결합되고, 토글스위치(30)의 아래쪽에 홀센서(120)를 구비한 레버PCB(130)가 브라켓(140)에 고정되게 설치되며, 홀센서(120)는 영구자석(110)의 아래쪽에서 영구자석(110)과 대면하도록 위치한다.
본 발명에 따른 통합조작장치(1)는 샤프트(150)의 둘레를 감싸면서 일단은 토글스위치(30)에 지지되고 타단은 브라켓(140)에 지지되어 전후로 회전된 토글스위치(30)를 중립위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 리턴스프링(160)을 더 포함한다.
본 발명에 따라 토글스위치(30)와 브라켓(140)에는 각각 돌기부(31,141)가 동일방향으로 돌출되게 구비되고, 돌기부(31,141)에 스위치댐퍼(170)와 브라켓댐퍼(180)가 각각 결합되며, 리턴스프링(160)의 양단이 스위치댐퍼(170)와 브라켓댐퍼(180)에 각각 지지되도록 설치된다.
스위치댐퍼(170)와 브라켓댐퍼(180)는 각각 토글스위치(30)의 돌기부(31)와 브라켓(140)의 돌기부(141)에 끼워져서 설치되며, 충격흡수가 가능하고 탄성변형이 가능한 고무로 형성된 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따라 브라켓(140)에는 전방스토퍼(142)와 후방스토퍼(143)가 구비되고, 전방스토퍼(142)와 후방스토퍼(143)는 브라켓댐퍼(180)를 기준으로 각각 전후방향으로 이격되게 위치하며, 스위치댐퍼(170)는 토글스위치(30)가 도 7과 같이 후방으로 회전할 때에 전방스토퍼(142)와 접촉하고 토글스위치(30)가 전방으로 회전할 때에 후방스토퍼(143)와 접촉해서 토글스위치(30)의 전후방향 회전위치를 구속하게 된다.
즉, 토글스위치(30)의 전후방향 회전시의 풀 스트로크(full stroke)는 스위치댐퍼(170)와 후방스토퍼(143)의 접촉 및 스위치댐퍼(170)와 전방스토퍼(142)의 접촉으로 규제된다.
스위치댐퍼(170)와 브라켓댐퍼(180)는 쿠션감을 통해 토글스위치(30)의 전후방향 회전시와 중립위치로의 복귀시에 소음 저감 및 조작 감성을 증대시키는 역할을 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 조이스틱 레버(20)를 조작해서 차량의 가속과 감속 및 조향을 실행하고, 조이스틱 레버(20)에 구비된 토글스위치(30)를 조작해서 가속 및 감속을 실행하는 구성으로, 사용자가 한 손으로 조이스틱 레버(20)와 토글스위치(30)의 동시 조작이 가능하고, 동시 조작시 조이스틱 레버(20)에 의한 조향과 토글스위치(30)에 의한 가감속이 동시에 실행되며, 이를 통해 조작의 편의성 향상 및 주행 안전성을 도모할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1 - 통합조작장치 10 - 메인바디
20 - 조이스틱 레버 30 - 토글스위치
31 - 돌기부 40 - 메인PCB
50 - 자율주행제어기 60 - 차량제어기
70 - 구동시스템 80 - 제동시스템
90 - 조향시스템 110 - 영구자석
120 - 홀센서 130 - 레버PCB
140 - 브라켓 141 - 돌기부
142 - 전방스토퍼 143 - 후방스토퍼
150 - 샤프트 160 - 리턴스프링
170 - 스위치댐퍼 180 - 브라켓댐퍼

Claims (18)

  1. 메인바디에 회전 가능하게 결합되고 차량의 가속과 감속 및 조향을 위해 사용자가 조작하는 조이스틱 레버; 및
    상기 조이스틱 레버에 회전 가능하게 결합되고 차량의 가속 및 감속을 위해 사용자가 조작하는 토글스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조이스틱 레버는 전후방향으로 회전시 차량의 가감속이 실행되고 좌우방향으로 회전시 조향이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조이스틱 레버는 전방으로 회전시 차량의 가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조이스틱 레버는 후방으로 회전시 차량의 후방가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치는 전방으로 회전시 차량의 가속 또는 감속이 실행되고 후방으로 회전시 전방 회전시의 반대로 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치는 전방으로 회전시 차량의 가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치는 후방으로 회전시 차량의 후방가속이 실행되고 중립으로 복귀시 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 조이스틱 레버와 토글스위치는 사용자가 한 손으로 동시 조작이 가능하고, 동시 조작시 조이스틱 레버에 의한 조향과 토글스위치에 의한 가감속이 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치가 중립위치에서 전방 또는 후방으로 일정시간 내 연속해서 반복 조작되면 차량의 스마트 크루즈 컨트롤 또는 어댑티브 크루즈 컨트롤 기능이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스마트 크루즈 컨트롤 또는 어댑티드 크루즈 컨트롤 기능이 실행된 상태에서 토글스위치가 전방 또는 후방으로 조작되면 1회 조작시마다 차속이 일정속도씩 가속 또는 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치의 조작으로 차량의 가속이 실행될 때에 속도 상한치에 제한이 없어서 최대의 가속성능이 발휘되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치의 조작으로 차량의 가속이 실행될 때에 제한된 속도까지만 가속성능이 발휘되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 조이스틱 레버와 토글스위치를 구비한 통합조작장치는 듀얼로 구성되어서 사용자가 양손으로 동시에 조작이 가능하고, 동시 조작시 듀얼의 통합조작장치에서 모두 가속신호 또는 감속신호가 발생하면 듀얼 중 신호가 크게 발생한 어느 하나를 우선순위로 정해서 실행하고, 어느 하나라도 감속신호가 발생하면 감속신호를 우선순위로 정해서 실행하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 토글스위치에 결합된 영구자석; 및
    상기 조이스틱 레버에서 영구자석과 대면하도록 설치되고 토글스위치의 회전에 따른 영구자석의 위치변화시 자속변화를 검출하여 차량의 가속 또는 감속신호를 발생하는 홀센서를 구비한 레버PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 조이스틱 레버의 윗부분에 브라켓이 고정되고;
    상기 브라켓에 토글스위치가 샤트프를 중심으로 전후로 회전 가능하게 설치되고;
    상기 토글스위치의 아래쪽에 홀센서를 구비한 레버PCB가 브라켓에 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 샤프트의 둘레를 감싸면서 일단은 토글스위치에 지지되고 타단은 브라켓에 지지되어 전후로 회전된 토글스위치를 중립위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 토글스위치와 브라켓에 각각 돌기부가 동일방향으로 돌출되게 구비되고;
    상기 돌기부에 스위치댐퍼와 브라켓댐퍼가 각각 결합되고;
    상기 리턴스프링의 양단이 스위치댐퍼와 브라켓댐퍼에 각각 지지된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 브라켓에 전방스토퍼와 후방스토퍼가 구비되고;
    상기 전방스토퍼와 후방스토퍼는 브라켓댐퍼를 기준으로 각각 전후방향으로 이격되게 위치하며;
    상기 스위치댐퍼는 토글스위치가 전방으로 회전할 때에 후방스토퍼와 접촉하고 토글스위치가 후방으로 회전할 때에 전방스토퍼와 접촉해서 토글스위치의 전후방향 회전위치를 구속하게 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
KR1020220178384A 2022-12-19 자율주행 차량용 통합조작장치 KR20240096083A (ko)

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